#pragma once
#include <iostream>
#include <vector>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

using std::cout;
using std::endl;

// 基于环形队列的生产消费模型
// 与加锁不同，加锁要求对象rq内部内嵌一个锁，而两个信号量
// （sem_t _data_sem;  // 数据信号量
//     sem_t _spase_sem; // 空间信号量）
// 可以做到完美维护一下的四条规则：
/*
    1.生产者不会套消费者一圈
    2.消费者不超过生产者
    3.队列为空，生产者先生产
    4.队列为满，消费者先消费
*/

template <typename T>
class RingQueue
{
private:

    //信号量（计数器）自减——申请信号量
    void P(sem_t &psem)
    {
        sem_wait(&psem);
    }
    //信号量（计数器）自增——归还信号量
    void V(sem_t &vsem)
    {
        sem_post(&vsem);
    }

public:
    RingQueue(int maxcap)
        : _ringqueue(maxcap), _maxcap(maxcap), _data_sem(), _space_sem(), _p_step(0), _c_step(0),_size(0)
    {   
        // 初始化信号量
        sem_init(&_data_sem, 0, 0);
        sem_init(&_space_sem, 0, maxcap);

        //初始化互斥锁
        pthread_mutex_init(&_p_mutex,nullptr);
        pthread_mutex_init(&_c_mutex,nullptr);
    }

    // 生产者向环形队列插入数据
    void Push(const T& in)
    {
        //申请空间信号量
        P(_space_sem);
        pthread_mutex_lock(&_p_mutex);
        _ringqueue[_p_step] = in;
        _p_step++;
        _p_step %= _maxcap;
        _size++;
        pthread_mutex_unlock(&_p_mutex);
        V(_data_sem);
    }

    // 消费者从环形队列拿出数据
    void Pop(T *out)
    {
        //申请数据信号量
        P(_data_sem);
        pthread_mutex_lock(&_c_mutex);
        *out = _ringqueue[_c_step];
        _c_step++;
        _c_step %= _maxcap;
        _size--;
        pthread_mutex_unlock(&_c_mutex);
        V(_space_sem);
    }

    ~RingQueue()
    {
        // 销毁信号量
        sem_destroy(&_data_sem);
        sem_destroy(&_space_sem);
    }
    size_t GetSize()
    {
        return _size;
    }
private:
    // 环形队列
    std::vector<T> _ringqueue;

    int _maxcap; // 最大数据个数

    sem_t _data_sem;  // 数据信号量
    sem_t _space_sem; // 空间信号量

    pthread_mutex_t _p_mutex;//维护生产者之间关系的互斥锁
    pthread_mutex_t _c_mutex;//维护消费者之间关系的互斥锁


    int _p_step; // 生产者位置
    int _c_step; // 消费者位置

    int _size;//队列内数据个数
};
